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Questões PAS 1 a Etapa UnB Química. PAS-2012 Os processos I e II, indicados na figura acima, são necessários quando a biomassa é utilizada na geração.

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1 Questões PAS 1 a Etapa UnB Química

2 PAS-2012 Os processos I e II, indicados na figura acima, são necessários quando a biomassa é utilizada na geração de energia. Nos dois processos, a etapa de combustão resulta em pelo menos dois produtos: gás carbônico (CO 2 ) e vapor de agua (H 2 O). Considerando esses dados e a fórmula do etanol (C 2 H 5 OH), julgue os itens a seguir.

3 C 2 H 5 OH C = 12 x 2 = 24 H = 1 x 6 = 6 O = 16 x 1 = = 46 A massa molar do etanol corresponde a 46 g/mol.

4 No caso de combustão completa do etanol, a seguinte equação está de acordo com a lei de conservação das massas: C 2 H 5 OH (l) + O 2(g)  2CO 2(g) + 3H 2 O (g). No caso de combustão completa do etanol, a seguinte equação está de acordo com a lei de conservação das massas: C 2 H 5 OH (l) + O 2(g)  2CO 2(g) + 3H 2 O (g). Resposta: Errado Fazendo o balanceamento, temos: C 2 H 5 OH (l) + 3 O 2(g)  2CO 2(g) + 3H 2 O (g).

5 Considere que, a partir de determinada biomassa, foram obtidas duas amostras de igual massa, uma pulverizada e outra em cavacos, as quais serão submetidas a etapa de combustão no processo I, representado na figura. Nessa situação, se ambas as amostras forem submetidas a combustão nas mesmas condições, a reação mais rápida ocorrera com a amostra em cavacos. Resposta: Errado Quanto maior a área de contato, maior será a velocidade da reação, logo, a pulverizada será maior rápido.

6 Na agroindústria da cana-de-açúcar, o principal açúcar obtido pela evaporação do caldo da cana e a sacarose, um sólido branco cuja formula e C 12 H 22 O 11. Em 100 mL de água à 15 °C, a solubilidade da sacarose é de, no máximo, 197 g e, à 100 °C, é de, no máximo, 487 g. A partir de 160 ºC, temperatura aproximada de fusão desse açúcar, inicia- se a formação de caramelo de cor escura e parda, em processo cinético que não pode ser revertido. Originado do caldo de cana, o açúcar bruto, de cor escura é fabricado em engenhos com equipamentos simples e rústicos, apresenta de 65% a 84% de sacarose. O açúcar de usinas, produzido em instalações de grande capacidade, apresenta 99% de sacarose, na forma de cristais brancos. No engenho ou na usina, a cana é moída, e o caldo, evaporado. Nas usinas, a evaporação é realizada em várias etapas e sob vácuo. O primeiro vaso evaporador trabalha a pressão aproximada da atmosfera, em temperatura de 101 ºC; nos três evaporadores seguintes, a pressão é inferior à da atmosfera e as temperaturas são respectivamente de 92 ºC, 75 ºC e 56 ºC. Após a etapa de evaporação, ocorre a cristalização, obtendo-se o açúcar na forma sólida e branca.

7 Resposta: Correto Massa molar da sacarose: C 12 H 22 O 11 : C = 12 x 12 = 144 H = 1 x 22 = 22 O = 16 x 11 = = 342 g/mol Na obtenção de 1 kg de açúcar bruto, de engenho, o rendimento não ultrapassa 2,5 mols de sacarose.

8 1 mol g Massa sacarose = 1 kg = 1000 g x g x = 2,9 mol Considerando um rendimento de pelo menos 65%:... fabricado em engenhos com equipamentos simples e rústicos, apresenta de 65% a 84% de sacarose No texto: 2,9 mol % x % x = 2,4 mol Na obtenção de 1 kg de açúcar bruto, de engenho, o rendimento não ultrapassa 2,5 mols de sacarose No item: Logo, está correto, pois 2,4 mol < 2,5 mol

9 Na obtenção do açúcar por eliminação da água, a solução vai-se tornando mais concentrada, o que exige temperaturas cada vez mais altas para a vaporização do solvente. No processo de evaporação realizado em usina, a temperatura de ebulição depende da pressão, e a sacarose não se decompõe. Resposta: Correto Quanto mais concentrada a solução, maior a temperatura de ebulição, pois quanto mais partículas dissolvidas, mais difícil a saída da água na evaporação. A pressão afeta na temperatura de ebulição, pois, quanto maior a pressão, mais difícil a evaporação, logo, aumenta a temperatura de ebulição.

10 Considere que 420 g de sacarose sejam dissolvidos em 100 mL de água fervente e que, a seguir, o sistema seja resfriado até a temperatura de 15 ºC. Nesse caso, ocorrerá a deposição de massa de açúcar cristalizado superior a metade da massa inicialmente dissolvida. Resposta: Correto

11 Em 100 mL de água à 15 °C, a solubilidade da sacarose é de, no máximo, 197 g e, à 100 °C, é de, no máximo, 487 g. No texto: Solubilidade à 15ºC: 197 g / 100 mL H 2 O Solubilidade à 100ºC: 487 g / 100 mL H 2 O 420 g de sacarose sejam dissolvidos em 100 mL de água fervente e que, a seguir, o sistema seja resfriado até a temperatura de 15 ºC. No item: Solubilidade à 15ºC: 197 g / 100 mL H 2 O 420 g – 197 g = 223 g não dissolvem... Nesse caso, ocorrerá a deposição de massa de açúcar cristalizado superior à metade da massa inicialmente dissolvida. No item: Massa inicial: 420 g Massa depositada: 223 g metade = 210 g Superior à metade: 223 > 210 g

12 Considerando que uma pessoa ingeriu uma bebida a que havia adicionado um sache de 6 g de açúcar com 95% em massa de sacarose, conclui-se que a quantidade de moléculas de sacarose ingeridas por essa pessoa foi igual a A. 1,0 × B. 6,0 × C. 1,0 × D. 6,0 × Considerando que uma pessoa ingeriu uma bebida a que havia adicionado um sache de 6 g de açúcar com 95% em massa de sacarose, conclui-se que a quantidade de moléculas de sacarose ingeridas por essa pessoa foi igual a A. 1,0 × B. 6,0 × C. 1,0 × D. 6,0 ×

13 Cálculo de 95% da massa (6 g): 6 g % x % x = 5,7 g Cálculo do número de moléculas: 1 mol g moléculas 5,7 g --- x x = 5, = 0, = moléculas letra A

14 Um atleta resolveu perder peso subindo e descendo, tão rápido quanto possível, uma escada de 100 degraus, medindo cada um deles 0,15 m de altura. Ele estabeleceu a meta de subir a escada em 80 segundos. O atleta tem massa igual a 80 kg, e a eficiência de seus músculos e de 20%, ou seja, de 100 J de gordura metabolizada, dos quais 20 J são utilizados para realizar o trabalho mecânico de subir a escada, sendo o restante eliminado na forma de calor.

15 Resposta: Errado O corpo resfria porque a água (do suor) para evaporar precisa de calor (cedido pelo corpo). Logo, a água absorve calor do corpo para evaporar, então é um processo endotérmico. A evaporação do suor no resfriamento do corpo do atleta e um processo exotérmico, o qual envolve transferência de energia.

16 Pas-2011

17 O petróleo bruto é um material fluido, de fácil transporte, que apresenta principalmente compostos de carbono e hidrogênio. Na figura acima, são apresentados diversos tipos de combustíveis e produtos extraídos do petróleo bruto. Considerando a figura e a tabela apresentadas, julgue os itens a seguir. Os combustíveis derivados do petróleo são obtidos pelo processo de decantação fracionada do petróleo bruto. Errado. Os combustíveis derivados do petróleo são obtidos pelo processo de destilação fracionada do petróleo bruto. A destilação fracionada serve para separar uma mistura homogênea composta por dois líquidos, com ponto deebulição diferentes.mistura homogênea

18 Destilação fracionada

19 Destilação fracionada do petróleo

20 Considere que a transformação de querosene em gasolina seja representada pela equação a seguir, em que m e n são números inteiros positivos. Nesse caso, o processo é químico, diferentemente do processo que ocorre na torre de separação, que é físico. Considere que a transformação de querosene em gasolina seja representada pela equação a seguir, em que m e n são números inteiros positivos. Nesse caso, o processo é químico, diferentemente do processo que ocorre na torre de separação, que é físico. Correto. Toda transformação química existe a formação de novas substâncias e, a físicas, não.

21 Na torre de separação, a temperatura deve ser heterogênea, com intensidade que aumente de cima para baixo, uma vez que, quanto maior for a faixa de massa molecular e de quantidade de carbonos, maior será a faixa de ebulição da fração de moléculas. Correto.

22 Na figura acima, uma ilustração da molécula de ácido ascórbico — vitamina C —, as esferas pretas, vermelhas e cinza representam, respectivamente, átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio. Considerando essas informações, julgue os itens que se seguem.

23 Correto. 1 dia mg 300 dias x x = 300 x 60 = mg = 18 g Um indivíduo que ingerir diariamente 60 mg de vitamina C consumirá, em 300 dias, menos de 20 g de ácido ascórbico.

24 Correto. Pretas – C – 12 u Vermelha – O – 16 u Cinza – H – 1 u C6H8O6C6H8O6 Massa Molar = 12x6 + 1x8 + 16x6 = mol g moleculas 352 g x x = moleculas Em 352 g de ácido ascórbico, existem mais de moléculas desse composto x = 1, moleculas

25 Na composição centesimal em massa do ácido ascórbico, a contribuição do oxigênio é menor que 50%. C6H8O6C6H8O6 Massa da molécula = 12x6 + 1x8 + 16x6 = 176 u % x x = 54 % Massa do O = 16x6 = 96 u Errado. 54,5 % > 50 %

26 PAS

27 Na tabela periódica, os elementos químicos são dispostos de maneira sistemática em função de suas propriedades. Recentemente, essa sistemática foi usada no projeto Printmaking, que envolveu 96 artistas de vários países — Austrália, Canadá, Inglaterra, Alemanha, Itália, Japão, Escócia e Estados Unidos da América —, na promoção da integração entre ciência e arte, por meio da releitura da tabela periódica. Foram utilizadas várias técnicas, como gravura, litografia e serigrafia na produção de 118 obras de arte, uma para cada um dos elementos químicos conhecidos.

28 Os modelos de tabela periódica de Mendeleyev e Moseley têm em comum a sugestão de que as propriedades físicas e químicas dos elementos variam periodicamente em função das suas massas atômicas crescentes. Mendeleev e Meyer listaram os elementos químicos conhecidos em ordem crescente de massa atômica. Entretanto, tal classificação conferia alguns problemas à tabela de Mendeleev. Moseley chegou-se à conclusão que os elementos ficariam em um padrão ainda mais regular quando arranjados em uma tabela em ordem crescente de seu número atômico, ao invés da massa atômica. Errado.

29 Os gases nobres apresentam altos pontos de fusão e ebulição, uma vez que, nesses gases, as forças interatômicas de atração são muito intensas. Os gases têm forças intermoleculares muito fracas, por isso têm baixo pontos de fusão e de ebulição. Errado.

30 Considerando-se que o lítio se combina com o flúor para formar um composto iônico de fórmula LiF, é correto afirmar que, na formação da ligação iônica desse composto, há transferência de um elétron do elemento com maior número de elétrons para o elemento com menor número de elétrons. Lítio – Metal alcalino – Família 1 ou 1A Errado. Flúor – Halogênio – Família 17 ou 7A 1 elétron no último nível 7 elétron no último nível LiF Li F menor número de elétron maior número de elétron

31 Da combinação do cálcio com o oxigênio forma-se o composto molecular CaO, que apresenta propriedades alcalinas, tal como o CO 2. O CaO é um óxido básico, por ser formado por um metal. Errado. CaO + H 2 O  Ca(OH) 2 Reage com água, formando uma BASE: O CO 2 é um óxido ácido, por ser formado por um ametal. CO 2 + H 2 O  H 2 CO 3 Reage com água, formando um ÁCIDO:

32 O termo “afinidade eletrônica” pode ser corretamente definido como A. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em atrair elétrons. B. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em doar elétrons. C. a variação de energia que ocorre quando um elétron é adicionado a um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental. D. a energia necessária para que um elétron seja removido de um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental. O termo “afinidade eletrônica” pode ser corretamente definido como A. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em atrair elétrons. B. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em doar elétrons. C. a variação de energia que ocorre quando um elétron é adicionado a um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental. D. a energia necessária para que um elétron seja removido de um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental. Letra C.

33 A. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em atrair elétrons. (ELETRONEGATIVIDADE) B. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em doar elétrons. (ELETROPOSITIVIDADE) C. a variação de energia que ocorre quando um elétron é adicionado a um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental.(ELETROAFINIDADE ou AFINIDADE ELETRÔNICA) D. a energia necessária para que um elétron seja removido de um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental. (POTENCIAL DE IONIZAÇÃO) A. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em atrair elétrons. (ELETRONEGATIVIDADE) B. a propriedade periódica que mede a tendência de um átomo, em uma ligação química, em doar elétrons. (ELETROPOSITIVIDADE) C. a variação de energia que ocorre quando um elétron é adicionado a um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental.(ELETROAFINIDADE ou AFINIDADE ELETRÔNICA) D. a energia necessária para que um elétron seja removido de um átomo isolado, na fase gasosa, em seu estado fundamental. (POTENCIAL DE IONIZAÇÃO) Letra C.

34 O cientista neozelandês Ernest Rutherford, ganhador do prêmio Nobel de Química, em 1908, propôs um modelo atômico baseando-se em experimentos com radioatividade. Para comprovar a eficiência de seu modelo, ele realizou o experimento esquematizado na figura acima, no qual uma fina lâmina de ouro foi bombardeada por um feixe de partículas alfa, produzindo uma imagem em um detector de partículas. Ele observou que parte das partículas alfa mudava a direção de sua trajetória ao encontrar a lâmina.

35 De acordo com o modelo proposto por Rutherford para os átomos, os desvios das partículas alfa, ao atravessarem a lâmina de ouro, são devidos, principalmente, à presença de grande quantidade de elétrons nos átomos de ouro da lâmina. Errado. Os desvios ocorriam devido à repulsão: como as partículas alfa eram positivas, deduziu-se que o núcleo também tinham cargas positivas.

36 O modelo planetário de Rutherford foi considerado falho posteriormente à sua apresentação, pois não poderia ser explicado em termos da física conhecida à época. O modelo proposto por Bohr para o átomo foi uma tentativa de superação dessas dificuldades e representou importante passo em direção ao estabelecimento da física quântica moderna. Certo. Bohr propôs a quantização dos níveis, ou seja, cada nível teria uma energia própria.

37 A equação abaixo representa uma reação nuclear em que o rádio-226 sofre decaimento radioativo, formando o elemento radônio de número atômico 86 e uma partícula alfa, de número de massa 4. Certo. 226 – 222 = 4 Ocorreu uma redução da massa atômica de 4 unidades e 2 unidades do nº atômico (nº de prótons). 4 2 Nº de massa Nº atômico 88 – 86 = 2

38 O Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) planeja, para 2012, sua expansão. A meta é a integração de uma planta de demonstração de etanol celulósico em uma unidade industrial associada ao CTC. Um projeto já em funcionamento em Piracicaba (SP) produz 1 mil litros de álcool de segunda geração por dia. O etanol de segunda geração é oriundo do bagaço e da palha da cana-de-açúcar, formados por celulose. Tais matérias-primas são hidrolisadas por enzimas até chegarem aos processos de fermentação e destilação. Uma das vantagens dessa abordagem é reduzir a competição entre biocombustíveis e alimentos, produzindo-se, no caso do aproveitamento do bagaço, mais etanol por área plantada. Segundo o CTC, uma usina que produz 1 bilhão de litros de etanol de primeira geração poderá produzir, com a integração, mais 400 milhões de litros de etanol celulósico utilizando o mesmo volume de cana.

39 Considerando-se que o álcool etílico gera calor segundo a reação representada pela equação a seguir, é correto afirmar que essa equação corresponde a uma reação endotérmica com variação de entalpia menor que zero. C 2 H 6 O (l) + 3 O 2(g)  2 CO 2(g) + 3 H 2 O (g) + calor. Considerando-se que o álcool etílico gera calor segundo a reação representada pela equação a seguir, é correto afirmar que essa equação corresponde a uma reação endotérmica com variação de entalpia menor que zero. C 2 H 6 O (l) + 3 O 2(g)  2 CO 2(g) + 3 H 2 O (g) + calor. Errado. A reação é exotérmica, pois ocorre liberação de calor, então a variação de entalpia é maior que zero. Com base nessas informações, julgue os itens de 99 a 105, e faça o que se pede no item 106, que é do tipo B, considerando que uma área de 90 hectares ( m2) produz 80 toneladas, por hectare, de cana-de-açúcar e que, com uma tonelada de cana-de-açúcar, são produzidos 80 litros de etanol de primeira geração.

40 Reagente  Produto Como H P > H R  ΔH > 0 O ΔH das reações endotérmicas é positivo. ΔH = H P - H R

41 A quantidade de calor liberada na combustão de determinada massa de etanol pode ser obtida conhecendo-se o calor específico desse álcool e a variação de temperatura que ocorre nessa reação química de combustão. Certo.

42 Se a fermentação da glicose (C 6 H 12 O 6 ) pelo micro- organismo Saccharomyces cerevisiae produz etanol e dióxido de carbono, então a equação balanceada abaixo representa essa reação química. C 6 H 12 O 6  2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2. Se a fermentação da glicose (C 6 H 12 O 6 ) pelo micro- organismo Saccharomyces cerevisiae produz etanol e dióxido de carbono, então a equação balanceada abaixo representa essa reação química. C 6 H 12 O 6  2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2. Certo.

43 Considerando que a hidrólise da celulose possa gerar gás metano de acordo com a reação apresentada a seguir, calcule, em kg, a massa de gás metano gerado no processo em que 1 mol de celulose, de massa molecular igual a u, é completamente hidrolisado. Após efetuar todos os cálculos solicitados, despreze, para marcação no Caderno de Respostas, a parte fracionária do resultado obtido, caso exista. (C 6 H 10 O 5 ) n + n H 2 O  3n CH 4 + 3n CO 2 Considerando que a hidrólise da celulose possa gerar gás metano de acordo com a reação apresentada a seguir, calcule, em kg, a massa de gás metano gerado no processo em que 1 mol de celulose, de massa molecular igual a u, é completamente hidrolisado. Após efetuar todos os cálculos solicitados, despreze, para marcação no Caderno de Respostas, a parte fracionária do resultado obtido, caso exista. (C 6 H 10 O 5 ) n + n H 2 O  3n CH 4 + 3n CO n = : 162 = 5000 Massa molecular do C 6 H 10 O 5 = = 162 u (C 6 H 10 O 5 ) H 2 O  CH CO 2 (C 6 H 10 O 5 ) H 2 O  CH CO 2

44 ... calcule, em kg, a massa de gás metano gerado no processo em que 1 mol de celulose, de massa molecular igual a u, é completamente hidrolisado 1 mol x Massa molar do CH 4 = 16 g 1 mol x 16 g x = gramas x = 240 kg

45 (C 6 H 10 O 5 ) H 2 O  CH CO 2... calcule, em kg, a massa de gás metano gerado no processo em que 1 mol de celulose, de massa molecular igual a u, é completamente hidrolisado 1 mol x Massa molar do CH 4 = 16 g 1 mol x 16 g x = gramas x = 240 kg


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